ASQ-CQE 第07章 测量系统.pdf

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1、第三部分技术系统第7章测量系统第7章测量系统1.引言和范围精密测量科学通常被称作计量学（Metrology）。这个术语通常用于一个更严格的环境下，指测量科学的一部分，即提供、维持和传播一个计量单位集，为执行按重量计算的贸易公正和测量规则提供支持，或者为制造业中的质量控制提供数据。2.知识体系大纲ASQBOK第III部分“策划、控制和保证产品和过程质量”D小节“测量系统”中除“2.破坏性和非破坏性测量和测试方法”之外所有内容。3.计量的来龙去脉ò测量是按照一个明确的规范对物体或系统进行的一系列操作，其结果是产生一个数据。这个数据用来并以唯一的形式表示某种满足程度（或强度），这个满足程度依赖于测试

2、物体的性质。ò测量获得的数据被用来构成某个决策的基础，这个决策影响某些人为目标或目标需求，其满意度取决于测试主体的特性。ò测量的类型包括三种：技术型、法律型和科学型。1)技术型：用于确保对某个对象预期用途的适合性而做的全部测量；2)法律型：用于确保同某款法律或规定相符合的测量；3)科学型：用于验证宇宙本质的原理或提出新理论所做的测量。4.测量的标准ò国家测量系统标准级别1)国家标准：包括原器和SI基本单位（国际公制系统），以及对衍生单位和其他单位的基准和工作标准；2)计量学标准：工业界或政府实验室的参考标准；3)校准标准：工业界或政府实验室的工作标准。ò标准级别分类图1第三部分技术系统第7章测

3、量系统5.关于标准ò基本单位的定义1)测量基本单位的定义构成了一个基准，所有其他单位都可以从这个基准派生出来。2)这些基本单位连同两个对确定一个完整单位系统所必需的角度测量相关补充单位一起，列在表7.1中。3)表7.1中所列的全部SI单位除了质量定义（千克）以外都是以实验的形式定义的，这些实验都可以在任何一个有适当设备的实验室进行。4)千克是仅有的一个以物理制品的形式定义的基本单位，这个单位只能通过直接同定义制品的比较才能传播。千克是国际千克原器的质量，保存在巴黎附近的国际计量局。ò物理制品物理制品采用高精度制造，以表示特定的数量、尺寸或特点，包括用于长度的量规、用于电阻的标准电阻、用于电池电

4、压的标准等等。ò书面标准书面标准是不同技术协会和标准制定组织公布的众多文献，包括规格或测量所通常采用的方法。6.测量过程测量过程是利用一个测量系统的测量方法的反复应用，是赋值的过程。一个测量方法包括对测量设备的要求和利用测量设备对材料的物理性质进行测量的明确过程。测量系统应该能够提供足够的精度以确保可靠的测量。ò一般特性1)测试方法的实现：指定使用某种测试设备、测量程序的特定版本、一定数目的操作员。2)原因系统的实现：¾原因系统是一个可能引起测量变化的因素的集合，这些因素包括测试设备、操作员、测试样本和其他因素。¾有些原因可能会明确包含在测试方法中。¾原因系统的这种实现定义了个体测量的统计总体

5、。3)统计控制能力：指测量是通过一个可确认的统计总体或这样总体的有序排列得到的，或者妨碍鉴别的实质因素本身能够被鉴别，如果必要还可以被隔离或抑制。2第三部分技术系统第7章测量系统ò测量系统1)一般而言，测量系统的要素包括仪表设备、校准标准、环境影响、操作员的局限性和工件或被测物体的特性。这些要素每个都可能包括扩展范围的详细研究。2)测量系统的功能设计可以包括对众多方法的考虑，以及对根据被测量建立参数变量有用的多种物理现象的使用。3)变换器：是众多测量仪器概念中的一个基本元素，是一种通过对现象的一个或多个变量产生相关信号的方式来对现象进行反应的设备。4)传感器¾对被测量的每个标准单位产生预期输出

6、值，同时保证包含被测量的所有必要特性。¾对传感器的要求：a)在指定的条件下和要求的时间内，能够在可接受的误差范围内完成任务；b)稳定、不受外部影响的干扰；c)同基本仪器兼容以保证通用性；d)提供无漂移操作；e)在指定范围内测得的特性可重复。¾信号修正和放大的要求随被测量的变化而变化，必要性需要仔细权衡。5)信息显示¾不管是标志、数字还是记录，都是测量系统基本仪器部分的主要功能。¾足够的分辨率是显示装置能有效辨别的最小示值差，这是测量系统的一个要素。所利用的分辨率应该始终比精度目标的有效数字高一位。¾采用记录器还是显示输出的问题与被测量的复杂性和范围有关。过程变量的测量通常要同时采用标志和记录器

7、显示。6)衰减¾测量中的衰减是减少震荡幅度，以使被测量的观察值更具有可读性。¾一般通过引入电阻、摩擦、滤波、压缩和其他方法来削弱对可读性产生不良作用的影响。7)校准¾对于一个测量系统，一般的校准措施包括：a)接受一个新系统的校准；b)对使用中的系统或重新启用的系统进行周期性校准；c)对涉及的测量单位有可以上溯到国家标准的标准。¾校准同提交个体值的测量相关，而与只显示仪器工作在指定范围内的测量无关。